Physik compact 8, Themenheft

28 Dimensionen der Physik 5 A1 Welche (neuen) Ideen führten zu neuen physikali- schen Weltbildern? A2 Welche Änderungen ergeben sich aufgrund der Quantenmechanik in den Weltbildern von Seite 27? Wie würdest du ein solches Weltbild skizzieren? A3 Das Weltbild von Aristoteles und jenes der Physik um 1870 stellte den Anspruch, alle Phänomene erklä- ren zu können. Diskutiere, wieweit dies aus damaliger bzw. heutiger Sicht berechtigt war! A4 Recherchiere über den Begriff „Einheitliche Feld- theorie“ („Weltformel“)! A5 Die Abbildungen auf Seite 26 und 27 stellen die Weltbilder unseres Kulturkreises dar. Versuche etwas über Weltbilder anderer oder früher Kulturen heraus- zufinden (zB Ägypter, Mayas, Inder, Chinesen)! Räumliche Dimension Welche physikalischen Gesetze bzw. Parameter (Na- turkonstanten) bestimmten die Größenordnung der Objekte im Universum (Abb. 28.1)? Vereinfacht kann man sagen, dass die Größe von Objekten durch ein Gleichgewicht von Kräften bestimmt wird. A6 Versuche bei allen Objekten von Abb. 28.1 die entsprechenden Kräfte zu finden! (Wenn möglich verwende auch die entsprechenden Formeln für eine Abschätzung der Größe der Objekte.) Besonders interessant sind jene Objekte, bei denen nicht offensichtlich ist, wodurch sich ihre Größe be- stimmt (zB Bakterie, Insekt, Spitzmaus, Mensch, Blau- wal). Vielleicht kannst Du durch eine fächerübergrei- fende Diskussion (Biologie) mehr herausfinden: A7 Gibt es physikalische Gründe für die Maximalgrö- ße von Insekten? A8 Gibt es physikalische Gründe für die Maximalgrö- ße von Säugetieren? Warum haben Säugetiere eine Minimalgröße? A9 Warum gibt es den Übergang„Strukturen“ zu„Ku- geln“? Was hat das mit der Höhe von Bergen zu tun? A10 Wodurch könnten die Mindestmasse und Maxi- malmasse eines (Hauptreihen)Sterns bedingt sein? A11 Welches physikalische Phänomen bzw. welche Gleichung l ( m ) trennt den Bereich der schwarzen Lö- cher vom Übrigen? A12 Könnte man eine ähnliche Grenze l (m) zwischen Quanten und„Materie“ einzeichnen? (Hinweis: Gibt es einen Zusammenhang zwischen Masse und Länge in der Quantentheorie?) A13 Was bedeutet die eingezeichnete Gerade von den Atomen bis zur Sonne? A14 Setze die Gerade bei den Kernen fort. Welches Objekt liegt auf dieser Geraden? A15 Das Universum liegt in Abb. 28.1 auf der Grenz- linie zu den schwarzen Löchern. Beschaffe dir Daten über Masse und Größe des (sichtbaren) Universums und setze diese in die Gleichung für ein schwarzes Loch ein! 5.3 Abb. 28.1 Strukturen im Kosmos 10 -30 10 -20 10 -10 10 0 10 10 10 20 10 30 10 40 10 50 10 60 Masse in kg m 10 -15 10 -10 10 -5 10 0 10 5 10 10 10 15 10 20 10 25 Länge in m l p Kerne Atome H H 0 2 Luft- molekül Virus Bakterie Zelle Sandkorn Tropfen Spitzmaus Mensch Wal Berg Phobos Mond Erde Jupiter Sonne Sonnensystem Quasar(kern) Nebel o ene Kugelsternhaufen Galaxie lokale Gruppe Virgohaufen Universum STRUKTUREN KUGELN Weißer Zwerg Neutronenstern Schwarze Löcher  1 AE (1,5 ·10 ) 11  1 Lj (  10 ) 16 1 Pc (3 10 ) 16 · Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv